Pasando por pequeños pueblos, a menudo se pueden ver los monumentos aún conservados de la era socialista: los edificios de clubes rurales, palacios, tiendas antiguas. Los edificios en ruinas se caracterizan por enormes aberturas de ventanas con un máximo de doble acristalamiento, paredes hechas de productos de hormigón armado de espesor relativamente pequeño. La arcilla expandida se utilizó como calentador en las paredes y en pequeñas cantidades. Los delgados techos de losa nervada tampoco ayudaron a mantener caliente el edificio.
Al elegir materiales para estructuras, los diseñadores de la era de la URSS tenían poco interés en la conductividad térmica. La industria producía suficientes ladrillos y losas, el consumo de fuel oil para calefacción prácticamente no estaba limitado. Todo cambió en cuestión de años. Salas de calderas combinadas "inteligentes" con dispositivos de medición de tarifas múltiples, capas térmicas, sistemas de ventilación recuperativa en modernosla construcción ya es la norma, no una curiosidad. Sin embargo, el ladrillo, aunque ha absorbido muchos logros científicos modernos, ya que era el material de construcción número 1, sigue siéndolo.
El fenómeno de la conducción del calor
Para comprender en qué se diferencian los materiales entre sí en términos de conductividad térmica, en un día frío al aire libre, basta con poner la mano alternativamente sobre metal, una pared de ladrillo, madera y, por último, una pieza de espuma Sin embargo, las propiedades de los materiales para transmitir energía térmica no son necesariamente malas.
La conductividad térmica de los ladrillos, el hormigón y la madera se consideran en el contexto de la capacidad de los materiales para retener el calor. Pero en algunos casos, el calor, por el contrario, debe transferirse. Esto se aplica, por ejemplo, a ollas, sartenes y otros utensilios. Una buena conductividad térmica garantiza que la energía se utilice para el fin previsto: calentar los alimentos que se cocinan.
Lo que se mide es la conductividad térmica de su esencia física
¿Qué es el calor? Este es el movimiento de las moléculas de una sustancia, caótico en un gas o líquido, y vibrando en las redes cristalinas de los sólidos. Si una barra de metal colocada en el vacío se calienta por un lado, los átomos de metal, habiendo recibido parte de la energía, comenzarán a vibrar en los nidos de la red. Esta vibración se transmitirá de átomo a átomo, por lo que la energía se distribuirá gradualmente de manera uniforme en toda la masa. Para algunos materiales, como el cobre, este proceso lleva unos segundos, mientras que para otros, el calor tardará horas en “distribuirse” uniformemente por todo el volumen. Cuanto mayor sea la diferencia de temperatura entreáreas frías y calientes, más rápida es la transferencia de calor. Por cierto, el proceso se acelerará con un aumento en el área de contacto.
La conductividad térmica (x) se mide en W/(m∙K). Muestra cuánta energía térmica en vatios se transferirá a través de un metro cuadrado con una diferencia de temperatura de un grado.
Ladrillo cerámico completo
Los edificios de piedra son fuertes y duraderos. En castillos de piedra, las guarniciones resistieron asedios que en ocasiones se prolongaron durante años. Los edificios hechos de piedra no temen al fuego, la piedra no está sujeta a procesos de descomposición, por lo que la edad de algunas estructuras supera los mil años. Sin embargo, los constructores no querían depender de la forma aleatoria del adoquín. Y luego aparecieron en el escenario de la historia los ladrillos cerámicos hechos de arcilla, el material de construcción más antiguo creado por manos humanas.
La conductividad térmica de los ladrillos cerámicos no es un valor constante, en condiciones de laboratorio, el material absolutamente seco da un valor de 0,56 W / (m∙K). Sin embargo, las condiciones reales de operación están lejos de las de laboratorio, hay muchos factores que afectan la conductividad térmica de un material de construcción:
- humedad: cuanto más seco está el material, mejor retiene el calor;
- espesor y composición de las juntas de cemento: el cemento conduce mejor el calor, las juntas demasiado gruesas servirán como puentes de congelación adicionales;
- la estructura del propio ladrillo: contenido de arena, calidad de cocción, presencia de poros.
En condiciones reales de operación, la conductividad térmica de un ladrillo se toma dentro de 0,65 - 0,69 W / (m∙K). Sin embargo, cada año el mercado crece con materiales previamente desconocidos con un rendimiento mejorado.
Cerámica porosa
Material de construcción relativamente nuevo. Un ladrillo hueco se diferencia de una contraparte maciza en menor consumo de material en la producción, menor gravedad específica (como resultado, menores costos para las operaciones de carga y descarga y facilidad de colocación) y menor conductividad térmica.
La peor conductividad térmica de un ladrillo hueco es consecuencia de la presencia de bolsas de aire (la conductividad térmica del aire es insignificante y promedia 0,024 W/(m∙K)). Según la marca de ladrillo y la calidad de la mano de obra, el indicador varía de 0,42 a 0,468 W / (m∙K). Debo decir que debido a la presencia de cavidades de aire, el ladrillo pierde su resistencia, pero muchos en la construcción privada, cuando la resistencia es más importante que el calor, simplemente rellenan todos los poros con hormigón líquido.
Ladrillo de silicato
El material de construcción de arcilla cocida no es tan fácil de fabricar como podría parecer a primera vista. La producción en masa produce un producto con características de resistencia muy dudosas y un número limitado de ciclos de congelación y descongelación. Hacer ladrillos que resistan el clima durante cientos de años no es barato.
Una de las soluciones al problema fue un nuevo material hecho de una mezcla de arena y cal en un "baño" de vapor con una humedad de alrededor del 100% y una temperatura de alrededor de +200ºC La conductividad térmica del ladrillo de silicato depende mucho de la marca. Al igual que la cerámica, es porosa. Cuando la pared no es portadora y su tarea es solo retener el calor tanto como sea posible, se usa un ladrillo ranurado con un coeficiente de 0.4 W / (m∙K). La conductividad térmica de un ladrillo macizo, por supuesto, es mayor hasta 1,3 W / (m∙K), pero su resistencia es un orden de magnitud mejor.
Silicato aireado y hormigón celular
Con el desarrollo de la tecnología, se ha hecho posible producir materiales de espuma. En relación a los ladrillos, estos son el silicato gaseoso y el hormigón celular. La mezcla de silicatos u hormigón se espuma, de esta forma el material se endurece, formando una estructura finamente porosa de tabiques delgados.
Debido a la presencia de una gran cantidad de huecos, la conductividad térmica de un ladrillo de silicato de gas es de solo 0,08 - 0,12 W / (m∙K).
El hormigón celular retiene un poco peor el calor: 0,15 - 0,21 W / (m∙K), pero los edificios hechos de él son más duraderos, es capaz de transportar una carga 1,5 veces mayor de lo que se puede "confiar" silicato de gas.
Conductividad térmica de diferentes tipos de ladrillos
Como ya se mencionó, la conductividad térmica de un ladrillo en condiciones reales es muy diferente de los valores tabulares. La siguiente tabla muestra no solo los valores de conductividad térmica para diferentes tipos de este material de construcción, sino también las estructuras hechas con ellos.
Disminución de la conductividad térmica
Actualmente, en la construcción, la conservación del calor en un edificio rara vez se confía a un tipo de material. reducirla conductividad térmica de un ladrillo, saturándolo con bolsas de aire, haciéndolo poroso, puede llegar a un cierto límite. Un material de construcción aireado, demasiado ligero y poroso ni siquiera puede soportar su propio peso, y mucho menos usarlo para crear estructuras de varios pisos.
La mayoría de las veces, se utiliza una combinación de materiales de construcción para aislar los edificios. La tarea de algunos es garantizar la resistencia de las estructuras, su durabilidad, mientras que otros garantizan la conservación del calor. Tal decisión es más racional, desde el punto de vista tanto de la tecnología de la construcción como de la economía. Ejemplo: usar solo 5 cm de espuma o espuma plástica en la pared produce el mismo efecto de ahorro de energía térmica que 60 cm "extra" de espuma de hormigón o gas silicato.
